SOPC嵌入式導(dǎo)航計算機研制.pdf

1、為適應(yīng)微小型多信息源組合導(dǎo)航系統(tǒng)對導(dǎo)航性能和外設(shè)接口的要求，推動基于FPGA的SOPC技術(shù)在導(dǎo)航領(lǐng)域的工程應(yīng)用，論文研制了SOPC嵌入式導(dǎo)航計算機。 論文在分析多信息源組合導(dǎo)航系統(tǒng)的功能特征和應(yīng)用需求的基礎(chǔ)上，結(jié)合平臺級FPGA兼具高性能處理器和可編程邏輯的特點，提出了基于IP核的SOPC組合導(dǎo)航計算機系統(tǒng)方案。通過IP核復(fù)用和CoreConnect互連，導(dǎo)航計算機的數(shù)據(jù)處理部件以及完成控制和接口通信的外設(shè)功能都在一片Virte

2、x4FX12上實現(xiàn)。為實現(xiàn)工程應(yīng)用，論文進行了SOPC導(dǎo)航計算機硬件板卡的設(shè)計，為FPGA器件配備了配置與存儲、模擬信號采集、通信接口和電源供電的物理層電路，先后完成了原理圖和PCB設(shè)計，研制了工程樣機。針對組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理中浮點運算密集的特點，在FPGA可編程邏輯中實現(xiàn)了浮點運算協(xié)處理器。通過APU控制器同PowerPC接口，軟硬件協(xié)同工作，提高了導(dǎo)航計算機的處理性能。論文還在FPGA邏輯中以自定義IP核的形式設(shè)立了ARINC429總

3、線收發(fā)器，適應(yīng)了航空電子設(shè)備對ARINC429總線的需求，實現(xiàn)了該總線的設(shè)計方法的創(chuàng)新。 在完成硬件板卡和FPGA片內(nèi)邏輯設(shè)計后，論文研究了嵌入式軟件的結(jié)構(gòu)和加載方法，在工程樣機上運行SINS/GPS組合導(dǎo)航程序，對系統(tǒng)進行軟硬件聯(lián)合調(diào)試。對實驗中取得的數(shù)據(jù)進行了分析，并給出了SOPC導(dǎo)航計算機的性能評價。 經(jīng)過調(diào)試和測試，SOPC導(dǎo)航計算機設(shè)計達(dá)到了預(yù)定的目標(biāo)，實現(xiàn)了微型化、多功能的多信息源組合導(dǎo)航計算機系統(tǒng)，并具備較